中原油田引进国内首套车载式2500型压裂机组,量身定做管理及使用方法

    压裂了延页平1井、涪页1井和濮1-FP1井等10多口1字号井，次次成功；完成我国第一口页岩气压裂井方深1井的施工任务；抢先进入页岩气压裂施工领域，成功压裂了4口页岩气井……近年，中原油田在压裂施工中取得的一系列成果，都是使用2500型压裂机组为主体的压裂设备后创造的。

    拥有世界首套车载式2500型压裂机组

    要想让油层快出油，就要先给油层注入能量。

    “油气埋于地层深处，压裂是通过给地层‘造缝’使油气顺利采出。”中原油田井下特种作业处装备科副科长李立介绍。

    2007年，普光气田进入产能建设的关键阶段，一个世界级难题摆在中原油田面前：普光气田的动用区域是储量丰度高、物性较好的储层，地层坚硬致密，酸压施工是普光气田投产的主要措施。由于地层压力大、硫化氢及二氧化碳含量高、天然气藏较深等特点，施工难度大，技术要求高。

    当时，中原油田的1000型、1400型和2000型常规压裂机组无法满足大酸量、大排量、高泵压施工的需要。

    “引进世界先进的2500型压裂机组。”中原油田领导决定。

    2500型压裂机组是全球功率最大的压裂设备，最大输出功率达2059.4千瓦，最高工作压力达140兆帕，能满足超深井、超高压井等井型的压裂作业需要。

    当时，2500型压裂机组在国外广泛应用，是大型压裂施工作业的主力机型，但车载2500型压裂机组仍是“空白”。而国外企业生产的拖挂式2500型压裂机组车身长，不适合在普光地区的山路上运输。

    根据集团公司的设备采购规定，中原油田向江汉油田第四机械厂订货。2008年，世界首套车载式2500型压裂机组问世并运往普光气田。

    优化工艺助压裂机组发力

    “因为是首次应用，国内没有经验可借鉴。”中原油田井下特种作业处计划科副科长孙梅侠说，“从引进2500型压裂机组至今，中原油田一直探索设备的有效管理及使用的方法。”

    与常规压裂机组相比，2500型压裂机组就像“船舶中的航母”，共有8台泵车、1台仪表车、1台管汇车、两台混砂车、1台配液车，10台砂罐车、10台液罐车和5台卸罐车。

    中原油田制定2500型压裂机组操作、维护及保养规程，对每台车实行承包管理，责任落实到人，确保设备状态良好。

    中原油田井下特种作业处工艺研发中心副主任黄圣祥认为，想充分发挥设备效能，施工工艺好是关键。

    2500型压裂机组“征战”前夕，是黄圣祥和他的同事最忙的时段。

    他们根据2500型压裂机组大型施工的特点及地质情况，编写施工设计方案，确定最佳现场施工方案，明确各岗位的职责及相关质量技术要求。

    考虑到2500型压裂机组施工投入大，他们不打无把握之仗，在每口井施工前进行小型压裂测试分析，获取地层破裂压力及排量、管具摩阻、施工泵压等相关参数并用压裂分析软件进行压前模拟分析，优化施工方案。

    目前，配合2500型压裂机组的应用，中原油田形成了以氮气泡沫压裂及煤层气压裂为代表的一大批先进压裂工艺技术，居国内领先水平。

    良好的设备性能加上科学的施工工艺方案，让2500型压裂机组“越战越勇”。

    自亮相普光气田大型酸压施工现场以来，2500型压裂机组在国内完成压裂作业600井次，创压裂作业工作压力最大、连续无故障工作时间最长、施工规模最大等多项国内纪录。

    为压裂机组“瘦身”献计

    一套服务于普光、元坝气田超深、超高压井的酸压施工，一套长期为塔河油田海相碳酸盐岩大型油田稳产增产服务，目前中原油田的两套2500型机组性能很不一样。

    中原油田井下首席专家赵正龙认为，2010年投用的机组和2008年在普光气田投用的机组相比，性能有“质的飞跃”。

    设备性能改进，生产厂家功不可没，但中原油田的现场使用经验也为提升设备性能作出贡献。

    在使用首套2500型压裂机组时，中原油田井下特种作业处发现机组存在问题。其中，车辆过重导致不适合高速运移、惯性大、存在安全隐患等是突出问题。

    首套2500型压裂机组重48吨，运移困难。在订购第二套机组前，中原油田与厂家沟通研讨，逐一研究部件，设法为其“瘦身”。压裂车的水箱体积大、重量重，他们在技术允许的范围内，给水箱减重两吨。此外，他们与厂家合力优化结构件设置方案，减去两吨重量。最终，压力机组重量减至44吨，运移不再困难。

    首套机组在应用中出现泵车控制系统不稳定的情况，中原油田员工研究发现，控制系统在车的前部，与排气管很近。施工中车底盘发动机工作时温度很高，导致控制系统常常死机。

    在生产第二套机组时，他们建议厂家将控制系统移至车的后部。最终，控制系统的可靠性大大增强。

    改进后的第二套2500型压裂机组投用后，中原油田成功开拓了塔河油田的压裂市场——它满足了大型压裂施工排量大、时间长、连续高效运行的作业要求，为塔河油田稳产、增产及提高油气采收率作出贡献。

    截至今年上半年，2500型压裂机组在塔河油田完成酸压井施工123井次，收到增产效果，让低产井焕发活力。其中，在新疆塔河油田TH12312井施工中，该机组创单次注入地层的压裂液量最大、施工持续时间最长等纪录。

    “8月，我们的第三套2500型压裂机组到货。届时，中原油田将成为集团公司拥有这一非常规‘武器’数量最多的油田。它的加入，将进一步增强中原油田抢占非常规压裂市场的竞争实力。”谈到2500型压裂机组的应用前景，中原油田井下特种作业处经理刘祖林信心满满。

    编后：今日，本版《工程机械》系列报道稿件刊发完毕。

    焊机、吊车和压裂机组是工程建设中常用的机械设备，如何选择、使用和维护它们，不仅关系到设备的运行及使用寿命，而且关系整个工程建设的质量以及施工进展是否顺利，关系到人员安全。

    今后，本版将继续关注工程机械及相关设备的使用和维护等领域，介绍中国石化下属企业的成功经验。